Этиология и патогенез нарушений биоэнергетики

Возможные причины, механизмы нарушения биоэнергетики и их последствия для клетки представлены в таблице 2.2 и на рис. 2.1.

Рис.

Наиболее часто нарушение биоэнергетики клетки наблюдается при гипоксии различного происхождения. При этом отсутствует субстрат, который является акцептором электронов (О₂) и, как следствие, не образуется вода, не активируется АТФ-синтетаза и не образуется АТФ. При дефиците пищевых веществ — углеводов, жиров, белков также снижено образование АТФ.

Нарушение биоэнергетики клетки может быть обусловлено нарушением активности ферментов или на уровне дегидрогеназ под влиянием алкоголя, эфира, хлороформа, или же на уровне цитохромной системы при отравлении цианидами. В этих условиях практически полностью нарушается образование АТФ и первичной теплоты. Поэтому клетка и организм в целом погибают мгновенно. При повреждении мембран клетки и разрушении митохондрий в результате действия механических, физических и других факторов невозможно осуществление сопряжения дыхания и окислительного фосфорилирования. Поэтому образование АТФ и первичной теплоты нарушается.

При избыточной продукции тироксина, катехоламинов, действии токсинов бактерий, после введения в эксперименте 2-, 4-

динитрофенола отмечается набухание митохондрий и повышение проницаемости их мембран. Вследствие этого ионы водорода, которые нагнетаются и накапливаются в пространстве между внешней и внутренней частью мембраны митохондрий, начинают поступать внутрь митохондрий не только через специализированные каналы, где находится и активизируется АТФ-синтетаза, а и в различные участки мембраны, где АТФ-синтетаза отсутствует. Поэтому интенсивно используется кислород на образование Н₂О, уменьшается образование АТФ и увеличивается доля энергии, теряемой в окружающую среду (первичная теплота). Такой процесс получил название разобщения сопряжения дыхания и окислительного фосфорилирования (рис. 2.2)

Таблица 2.2